По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 629.114

Требования к гибридным электрическим трансмиссиям и подходы к оптимизации

Чан Суан Чунг Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва, E-mail: suan@gmail.com

Подробно рассмотрены все основные виды гибридных и полностью электрических транспортных средств, их преимущества и недостатки. При сопоставлении различных видов транспортных средств показано, что наиболее перспективными являются гибридные электрические последовательного типа.

Литература:

1. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя: Учеб/ для студ. учреждений сред. проф. образования / В. К. Вахламов, М. Г. Шатров, А. А. Юрчевский; Под ред. А. А. Юрчевского. – М.: Издат/ центр «Академия», 2003. – 816 с.

2. Лашкевич М. М. Разработка системы управления для электротрансмиссии с тяговыми вентильно-индукторными двигателями: автореф.дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук: 05.09.03 / Кравчук Иван Михайлович. – М., 2013. – 20 с.

3. Алямкин Д.И., Анучин А.С., Козаченко В.Ф., Лашкевич М.М., Остриров В.Н. Направления развития и оптимизации систем электроприводов городского гибридного и электрического транспорта // Электротехника. – 2015. – № 1. – С. 5–8.

Гибридные электрические транспортные средства (ТС) имеют два типа источников энергии: необратимые и обратимые. Под необратимым источником энергии понимается ископаемое топливо (бензин, дизельное топливо, газ и др.), биотопливо или источник энергии для топливных элементов, такой как водород. Обратимые источники энергии – это аккумуляторы или суперконденсаторы, которые являются хранилищами электрической энергии, способными как забирать, так и отдавать ее. Необратимый источник энергии, как правило, состоит из емкости с топливом, двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и генератора. Основным недостатком является небольшой КПД ДВС, который обычно варьируется от 20 до 50%. КПД ДВС зависит от многих факторов, и для каждого двигателя имеется кривая оптимальной нагрузки в функции его скорости вращения.

При движении по шоссе автомобиль работает только в одной точке на этой кривой, и это не обязательно точка максимального КПД ДВС, так как имеются ограничения на количество передаточных чисел и диапазон коробки передач. Кроме того, следует учитывать, что для достижения требуемой динамики движения ДВС получается существенно переразмеренным. Так, в среднем для движения на скорости 110 км/ч современному дорожному автомобилю достаточно мощности около 20 кВт, в то время как большинство ДВС выпускается на мощность 110 л.с., или 81 кВт. Соответственно, двигатель в обычном режиме работы недогружен в 4 и более раз, что не позволяет достигать паспортного КПД.

С целью увеличения эффективности силовой установки необходимо уменьшить расход топлива за счет вывода ДВС в оптимальный режим работы и повторного использования кинетической энергии, генерируемой тяговым электродвигателем при торможении. В обычном ТС при торможении используется трение, т.е. кинетическая энергия уходит на нагрев механических тормозов. Гибридные ТС могут преобразовать часть кинетической энергии в электрическую энергию, заряжая аккумуляторные батареи или суперконденсаторы, для повторного ее использования.

Накопитель как источник энергии дополняет ДВС и увеличивает мощность энергетической подсистемы. Это позволяет использовать ДВС меньшей мощности в более эффективном режиме с нагрузкой, близкой к номинальной, сохраняя прежнюю динамику ТС, как и с ДВС большего объема.

Для Цитирования:
Чан Суан Чунг, Требования к гибридным электрическим трансмиссиям и подходы к оптимизации. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2019;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: